(57)【要約】【課題】  駆動設備を冷却するための冷却水を貯留する冷却水槽の容量を小さくすることができるとともに、冷却水槽内の冷却水の温度上昇を従来よりも低く抑えることができる気泡発生装置を備えた冷却装置を提供する。【解決手段】  冷却水槽７内に貯留された冷却水１８をエンジン、減速機等を含む駆動設備２に供給し、駆動設備２を冷却した後に高温となった冷却水を冷却水槽７に戻して冷却する冷却装置において、冷却水槽７の上流に気泡発生装置８を設け、気泡発生装置８により駆動設備２を冷却した後の高温となった冷却水中に気泡を混入させ、該気泡を含んだ冷却水を冷却水槽７に戻す。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却水槽内に貯留された冷却水をエンジン、減速機等を含む駆動設備に供給し、該駆動設備を冷却した後に高温となった冷却水を前記冷却水槽に戻して冷却する冷却装置において、前記冷却水槽の上流に気泡発生装置を設け、該気泡発生装置により前記駆動設備を冷却した後の高温となった冷却水中に気泡を混入させ、該気泡を含んだ冷却水を前記冷却水槽に戻すようにしたことを特徴とする気泡発生装置を備えた冷却装置。
【請求項２】
前記気泡発生装置はエジェクタからなることを特徴とする請求項１記載の気泡発生装置を備えた冷却装置。
【請求項３】
前記気泡発生装置の出口配管は前記冷却水槽の液面より上方又は下方に開口するようにしたことを特徴とする請求項１又は２記載の気泡発生装置を備えた冷却装置。
【請求項４】
前記冷却水槽内に、下端に開口を有し上端が前記冷却水槽の液面より上方にある、もしくは、下端に開口がなく上端が前記冷却水槽の液面より下方にある、少なくとも１つの隔壁を設け、該隔壁により気泡を除去した後の冷却水が前記駆動設備側に送られるようにしたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の気泡発生装置を備えた冷却装置。
【請求項５】
前記気泡発生装置から噴出した後の冷却水を階段状又は螺旋状に形成された冷却水流路に導き、該冷却水流路を流れている間に冷却水が空気と接触して冷却されるようにしたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の気泡発生装置を備えた冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気泡発生装置を備えた冷却装置に係り、特に、ポンプ等を駆動するためのエンジン、減速機等を含む駆動設備を冷却した後の冷却水を冷却水槽に戻す前に冷却水中に気泡を混入させる気泡発生装置を備えた冷却装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ポンプ等を駆動するために用いられるディーゼルエンジンやガスタービン等の駆動設備には、駆動機や減速機本体及び潤滑油の冷却用に冷却水が必要とされる場合がある。この冷却水を循環して使用する場合には、エンジン等の駆動設備から発生した熱によって高温となった水を、何らかの方法で冷却しなければならない。この冷却方式の１つとして、冷却水槽を設け、この冷却水槽の容量で冷却水の温度上昇を緩和して冷却水を冷却する方式がある。
【０００３】
図７は、従来の冷却方式を示す概略図である。図７に示すように、エンジン等の駆動設備２１を冷却した後に高温となった冷却水は冷却水槽２２に送られ、高温の冷却水は冷却水槽２２内の比較的低温の冷却水と混合されて冷却される。冷却水槽２２内で冷却された冷却水は、駆動設備２１に循環される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した従来の冷却水槽循環方式においては、高温となった冷却水と冷却水槽内の冷却水との間で熱交換が行われ、高温になった冷却水が冷却されるため、冷却水槽の容量で冷却水温度が決まってしまうため、以下の問題点がある。
（１）冷却水槽の容量が大容量となる。
（２）大容量の冷却水槽を設置するために、大きなスペースが必要になる。
（３）冷却水槽の容量を制限するには、別途、冷却器（クーリングタワー等）を設け、高温となった冷却水を冷却器により冷却した後、冷却水槽に戻す必要があり、設備が過大となる。
【０００５】
本発明は、上述の事情に鑑みなされたもので、駆動設備を冷却するための冷却水を貯留する冷却水槽の容量を小さくすることができるとともに、冷却水槽内の冷却水の温度上昇を従来よりも低く抑えることができる気泡発生装置を備えた冷却装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した目的を達成するため、本発明は、冷却水槽内に貯留された冷却水をエンジン、減速機等を含む駆動設備に供給し、該駆動設備を冷却した後に高温となった冷却水を前記冷却水槽に戻して冷却する冷却装置において、前記冷却水槽の上流に気泡発生装置を設け、該気泡発生装置により前記駆動設備を冷却した後の高温となった冷却水中に気泡を混入させ、該気泡を含んだ冷却水を前記冷却水槽に戻すようにしたことを特徴とするものである。
【０００７】
本発明によれば、駆動設備を冷却して高温になった冷却水が冷却水槽に流入する前に、マイクロバブルや微細気泡を発生させるエジェクタ等の気泡発生装置を用いて冷却水に微粒化した気泡を混入させる。これにより、高温となった冷却水は空気との接触面積が増加し、伝熱効果が向上し、大気中での熱の放出が大きくなる。その結果、冷却水が冷却水槽に流入する前には、すでに冷却の一部が行われていることになる。
【０００８】
本発明の一態様によれば、前記気泡発生装置はエジェクタからなる。
本発明の一態様によれば、前記気泡発生装置の出口配管は前記冷却水槽の液面より上方又は下方に開口する。
【０００９】
本発明の一態様によれば、前記冷却水槽内に、下端に開口を有し上端が前記冷却水槽の液面より上方にある、もしくは、下端に開口がなく上端が前記冷却水槽の液面より下方にある、少なくとも１つの隔壁を設け、該隔壁により気泡を除去した後の冷却水が前記駆動設備側に送られる。
本発明の一態様によれば、前記気泡発生装置から噴出した後の冷却水を階段状又は螺旋状に形成された冷却水流路に導き、該冷却水流路を流れている間に冷却水が空気と接触して冷却される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、以下に列挙する効果を奏する。
（１）駆動設備を冷却して高温になった冷却水が冷却水槽に流入する前に、マイクロバブルや微細気泡を発生させるエジェクタ等の気泡発生装置を用いて冷却水に微粒化した気泡を混入させる。これにより、高温となった冷却水は空気との接触面積が増加し、伝熱効果が向上し、大気中での熱の放出が大きくなる。その結果、冷却水が冷却水槽に流入する前には、すでに冷却の一部が行われているため、水槽内の必要な水量が従来より少なくなる。
（２）冷却水槽の容量を小さくすることが可能であり、土木建築スペースが縮小し、設備のコストを下げることができる。
（３）気泡発生装置を新設の設備又は既存の設備に設置することにより、冷却水槽内の水の温度上昇を従来よりも低く抑えることができ、駆動設備の冷却に許容される温度に至るまでの時間が従来よりも長くなる。これにより、駆動設備の連続運転可能時間を長くすることができ、設備の信頼性を向上することができる。
（４）冷却器を別途設置する場合には、本発明により冷却器の容量を低減することも可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明に係る気泡発生装置を備えた冷却装置の実施形態を図１乃至図６を参照して説明する。
図１は、本発明の気泡発生装置を備えた冷却装置を示す概略図である。図１に示すように、ポンプ機場に設置されたポンプ１は、駆動設備２によって駆動されるようになっている。駆動設備２は、ディーゼルエンジンやガスタービン等からなるエンジン部３と、歯車減速機等からなる減速機部４とから構成されており、エンジン部３および減速機部４には、それぞれ潤滑油クーラ５，６が設置されている。
【００１２】
本発明の冷却装置は、駆動設備２に冷却水を送り、エンジン部３の潤滑油クーラ５、エンジン部本体、および減速機部４の潤滑油クーラ６を冷却するようになっている。図１に示すように、冷却装置は、冷却水１８を貯留する冷却水槽７と、冷却水槽７の直上流に配置された気泡発生装置８とを備えている。図１に示す例においては、ディーゼルエンジン等からなるエンジン部３には、冷却水循環用ポンプ９が付設されており、冷却水循環用ポンプ９により、冷却水槽７内の冷却水を汲み上げ、冷却水をエンジン部３の潤滑油クーラ５、エンジン部本体、および減速機部４の潤滑油クーラ６に送り、これらの機器を冷却するようになっている。なお、冷却水循環用ポンプ９は、エンジン部３の位置ではなく、冷却水槽７に隣接して設けてもよい。また、冷却水循環用ポンプ９は、冷却水槽７およびエンジン部３の両方に設けることもでき、この場合には、冷却水槽７に隣接して設けられたポンプにより冷却水槽７内の冷却水を昇圧し、さらにエンジン部３に隣接して設けられたポンプにより冷却水を昇圧することになる。
【００１３】
上述した冷却水循環用ポンプ９により、冷却水は駆動設備２に送られ、駆動設備２におけるエンジン部３の潤滑油クーラ５、エンジン部本体、および減速機４の潤滑油クーラ６を冷却して高温となった冷却水は、気泡発生装置８に送られる。気泡発生装置８において、冷却水中に多量の空気を混入させて、冷却水中に気泡を発生させる。気泡発生装置８において生成された多量の気泡を含んだ冷却水は冷却水槽７に戻される。
【００１４】
図２は、気泡発生装置８の一例を示す概略図である。図２に示す例においては、気泡発生装置８はエジェクタから構成されている。図２に示すように、エジェクタは、ノズル１４と、吸引部１５と、混合部１６と、ディフューザ１７とから構成されており、ノズル１４から冷却水を高速で噴出させ、これによりノズル近傍で負圧を形成し、この負圧により吸引部１５から外気の空気を大量に吸い込み、吸引部１５から吸引した空気と冷却水を混合部１６で混合させて気泡を発生させ、ディフューザ１７より気泡を多量に含んだ冷却水を噴出するようになっている。なお、気泡発生装置については、市販のものを使用してもかまわない。
【００１５】
図３は、気泡発生装置の出口配管と冷却水槽との配置関係を示す模式図である。図３（ａ）に示す例においては、気泡発生装置８の出口配管８ａは、冷却水槽７に貯留された冷却水１８の液面の上方に開口するように構成されている。図３（ａ）に示す例においては、出口配管８ａから噴出された多量の気泡を含んだ冷却水は、空気中でさらに冷却された後に冷却水槽内の冷却水中に混入することになる。
図３（ｂ）に示す例においては、気泡発生装置８の出口配管８ａから噴出した多量の気泡を含んだ冷却水１８は、冷却水槽７内の冷却水中に直接に混入されることになる。図３（ａ）に示す実施例の方が、冷却水槽に流入する前に冷却水が空気と接触して冷却されるので、冷却という点では図３（ｂ）に示す例よりも好ましい。
【００１６】
図４は、冷却水に含まれる気泡がそのまま駆動設備に循環することを防止するために、冷却水槽内に隔壁を設けた実施形態を示す概略図である。図４に示すように、冷却水槽７の中央部には、３つの隔壁１０，１１，１２が設置されている。隔壁１０，１２の上端は冷却水の水面より上方まで延び、隔壁１０，１２の下端には冷却水槽底部との間に開口１０ａ，１２ａが形成されている。隔壁１１の上端は冷却水槽内の冷却水の液面より下方に位置し、隔壁１１の下端は冷却水槽の底面に密接している。
【００１７】
上述の構成において、気泡発生装置８の出口配管８ａより噴出された気泡を含んだ冷却水は、隔壁１０の左側の空間に流入し、この空間内で流入した高温の冷却水と貯留された冷却水とが混ざり合った後、隔壁１０の下方の開口１０ａ、隔壁１１の上端の上方、および隔壁１２の下方の開口１２ａを通って冷却水は隔壁１２の右側の空間に流入する。この隔壁１２の右側の空間に流入した時点では、冷却水中に混入した気泡は除去されている。したがって、冷却水槽７から駆動設備２に供給される冷却水中には気泡は混入していない。
【００１８】
図５は、冷却水槽内に階段状の冷却水流路を形成した実施形態を示す概略図である。図５に示すように、冷却水槽７内には、複数の階段状の冷却水流路１３が形成されている。この階段状の冷却水流路１３により、気泡発生装置８の出口配管８ａから噴出された多量の気泡を含んだ冷却水は、階段状の冷却水路１３を流れ下る間に、大気との接触時間を長くすることができ、この結果、冷却水が冷却水槽７の液面に到達する前にある程度冷却水の温度を降下させることができる。
【００１９】
図６は、冷却水槽内の冷却水の温度と時間との関係を示す図であり、図６において、実線が従来方式による冷却水槽内の冷却水の温度を示す直線であり、点線が本発明の冷却装置を用いた場合の冷却水槽内の冷却水の温度を示す直線である。図６において、横軸は時間を示し、縦軸は冷却水槽内の冷却水の温度を示す。図６に示すように、本発明の冷却装置を用いた場合には、冷却水槽内の水の温度の上昇を抑えることができ、駆動設備の連続運転可能時間を長くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の気泡発生装置を備えた冷却装置を示す概略図である。
【図２】気泡発生装置の一例を示す概略図である。
【図３】気泡発生装置の出口配管と冷却水槽との配置関係を示す模式図である。
【図４】冷却水に含まれる気泡がそのまま駆動設備に循環することを防止するために、冷却水槽内に隔壁を設けた実施形態を示す概略図である。
【図５】冷却水槽内に階段状の冷却水流路を形成した実施形態を示す概略図である。
【図６】冷却水槽内の冷却水の温度と時間との関係を示す図であり、図６において、実線が従来方式による冷却水槽内の冷却水の温度を示す直線であり、点線が本発明の冷却装置を用いた場合の冷却水槽内の冷却水の温度を示す直線である。
【図７】従来の冷却方式を示す概略図である。
【符号の説明】
【００２１】
１    ポンプ
２    駆動設備
３    エンジン部
４    減速機部
５，６    潤滑油クーラ
７    冷却水槽
８    気泡発生装置
８ａ    出口配管
９    冷却水循環用ポンプ
１０，１１，１２    隔壁
１０ａ，１２ａ    開口
１３    冷却水流路
１４    ノズル
１５    吸引部
１６    混合部
１７    ディフューザ
１８    冷却水
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2005147475.tif 000006
【図５】
2005147475.tif 000007
【図６】
2005147475.tif 000008
【図７】
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